Kiedy poznaliśmy już drogę pokarmu i części składowe układu trawienia, możemy teraz zadać pytanie, do czego potrzebne są produkty wytworzone przez naszą przetwórnię chemiczną i jakie to są substancje. Ciekawi nas zatem, co dzieje się ze zjedzonym smacznym obiadem i jaki jest właściwie jego skład chemiczny. Otóż surowiec — przyjęte pożywienie — został strawiony, to jest przerobiony na składniki pokarmowe, które są koniecznie potrzebne w organizmie do pełnienia jego normalnych funkcji życiowych, takich jak budowanie nowych tkanek lub odnowa zniszczonych, wytwarzanie wydzieliny gruczołów, utrzymanie ciepła i wytwarzanie energii. Wróćmy jednak do drugiego zagadnienia, to jest samego składu pokarmu. Otóż spożywane przez nas pożywienie zawiera złożone związki organiczne, które dzielimy ogólnie na: białka, służące głównie za budulec, oraz tłuszcze i węglowodany, dostarczające ciepła i energii mechanicznej. Należy w tym miejscu dodać, że oprócz wyżej wymienionych związków w skład pożywienia wchodzą jeszcze: woda, związki mineralne i witaminy. Są one niezbędne do życia, gdyż biorą udział w procesie przemiany materii oraz służą także za materiał budulcowy. Rozpatrzmy teraz po kolei wyżej wymienione związki, gdyż jest to nieodzowne do dalszego omawiania budowy i funkcji przewodu pokarmowego. Podstawowymi składnikami białek są: azot, węgiel, wodór, tlen i siarka; czasem dodatkowo zawierają one fosfor, wapń, żelazo itp. Wszystkie białka zbudowane są z wielkiej liczby aminokwasów, podstawowych związków chemicznych, tworzących ich cząsteczki. Obecnie znamy 25 aminokwasów, z których najprostszym jest glicyna (kwas aminooctowy) o wzorze: H2N—CH2—COOH. Cząsteczka białka może zawierać kilka czy kilkanaście aminokwasów, a nawet wszystkie ich rodzaje. Ciężar cząsteczkowy białek jest bardzo duży, wynosi bowiem od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy, toteż cząsteczki ich są prawdziwymi olbrzymami. Aminokwasy połączone są w cząsteczce białka tak zwanymi wiązaniami peptydowymi, w których grupa karboksylową jednego aminokwasu łączy się z grupą aminową następnego. W procesie tym powstaje cząsteczka wody. Wiązania peptydowe rozrywane są przy trawieniu, a białka ulegają w ten sposób rozszczepieniu na tak zwane peptydy, które składają się z różnej liczby aminokwasów. W związku z tym nazywamy je często polipeptyda-m i. Polipeptydy są następnie rozkładane na dwu- i trójpeptydy, zawierające dwa lub trzy aminokwasy. Ogólnie dzielimy białka na proste i złożone. Do pierwszych zaliczamy na przykład rozpuszczalne w wodzie albuminy; są one bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, znajdują się między innymi w surowicy krwi, mleku, jajach i mięśniach kręgowców. Podczas gotowania mięsa zbierają się na powierzchni w postaci tak zwanych szumowin. Do białek prostych należą też globuliny, nierozpuszczalne w wodzie, tylko w roztworach soli, występujące podobnie jak albuminy w surowicy krwi, mięśniach, mleku itd., oraz znajdujące się w roślinach gluteniny, rozpuszczalne w słabych kwasach i zasadach. Do białek złożonych, które nazwę swoją zawdzięczają temu, że cząsteczki ich są połączone z innymi związkami, należą między innymi: nukleoproteidy, złożone z białek i kwasów nukleinowych — składniki każdej komórki, chromoproteidy, utworzone z białek prostych i barwników, glikoproteidy, zawierające wielo-cukrowce — zaliczamy do nich na przykład mukoproteidy (składnik śluzu), oraz lipoproteidy, które są połączeniem białek i tłuszczów. Białka możemy również podzielić na pełnowartościowe, zawierające wszystkie niezbędne dla potrzeb organizmu aminokwasy, oraz na niepełnowartościowe, które tego kompletu nie zawierają, a więc nie mogą zapewnić organizmowi prawidłowych funkcji życiowych. Do niezbędnych dla organizmu aminokwasów zaliczamy: fenyloalaninę, izoleucynę, metioninę, tryptofan, walinę, argininę i histy-dynę. Do białek pełnowartościowych należą liczne białka zwierzęce (zawarte np. w serze, mleku, jajach), do niepełnowartościowych — większość białek roślinnych. Dodać należy, że białka niepełnowartościowe mogą być uzupełniane dodatkiem drożdży (na przykład pieczywo) czy sproszkowanego mleka. Białka pobrane w pożywieniu rozkładane są najpierw w żołądku przez ferment pepsynę na znane nam już peptydy. Po przejściu do jelita cienkiego peptydy zostają rozłożone na poszczególne aminokwasy pod wpływem trypsyny wydzielanej przez trzustkę oraz erepsyny produkowanej przez jelito. Organizm musi codziennie otrzymywać potrzebną mu ilość białek, gdyż nie mogą one być w nim syntezowane ani magazynowane. W przypadku niedoboru ich w pożywieniu rozkładowi ulegają białka wchodzące w skład organizmu; w ten sposób za cenę zniszczenia zbudowanych już elementów organizm zaopatruje się w niezbędne dla niego aminokwasy. W przypadku nadmiaru, odwrotnie, aminokwasy ulegają rozkładowi, czyli tak zwanej dezaminacji. W czasie tego procesu wytwarza się z nich między innymi amoniak, z którego w wyniku pewnych złożonych przemian chemicznych powstaje mocznik. Białka są przede wszystkim potrzebne jako materiał budulcowy, a dopiero gdy występują w nadmiarze, używane są jako surowiec energetyczny. Mogą też zostać w drodze pewnych reakcji chemicznych przemienione w tłuszcze lub w węglowodany. Bez białek nie może obyć się żaden organizm, nie może więc bez nich w ogóle istnieć życie. Innego rodzaju związkami organicznymi wchodzącymi w skład pożywienia są tłuszcze, zbudowane z wodoru, węgla i tlenu. Ogólnie można powiedzieć, że tłuszcze są estrami gliceryny i kwasów tłuszczowych, głównie oleinowego, palmitynowego oraz stearynowego. Tłuszcze dzielimy na proste, do których zaliczamy glicerydy i woski, oraz złożone, które zawierają oprócz estrów kwasów tłuszczowych również fosfor, czasem azot lub siarkę. Zaliczamy do nich fosfolipidy, w których skład wchodzi między innymi kwas fosforowy, i glikolipidy, zawierające dodatkowo różne cukry, np. glikozę. W grupie tej zazwyczaj omawia się również sterole, chociaż różnią się one od tłuszczów budową i niektórymi własnościami chemicznymi. Pośród nich występuje tak popularny dzisiaj cholesterol, odkryty po raz pierwszy w kamieniach żółciowych. Znajduje się on w prawie wszystkich tkankach organizmu, w stanach patologicznych zaś odkłada się w woreczku żółciowym i w ścianie naczyń krwionośnych. Spokrewnione są z nimi witamina D oraz hormony płciowe, jak na przykład progesteron. Tłuszcze zostają w przewodzie pokarmowym doprowadzone do stanu emulsji. Główną rolę w emulgowaniu tych związków odgrywa żółć, wytwarzana przez komórki wątroby. Równocześnie tłuszcze rozkładane są w przewodzie pokarmowym na swoje części składowe: glicerynę i kwasy tłuszczowe, które następnie mogą być wchłaniane przez ścianę jelita do naczyń limfatycznych. Najnowsze badania potwierdziły dawne przypuszczenia co do tego procesu, okazało się bowiem, że tłuszcze mogą być częściowo wchłaniane przez jelita pod postacią emulsji, nie podlegając uprzednio rozkładowi. Przekonano się mianowicie w wyniku wielu skomplikowanych doświadczeń, że bardzo drobne kropelki tłuszczu mogą przechodzić poprzez komórki do naczyń limfatycznych jelita. Do tego wniosku upoważniły uczonych zarówno badania przeprowadzone za pomocą izotopów promieniotwórczych, jak i obserwacje poczynione w mikroskopie elektronowym. Doświadczenia te polegały na doustnym podawaniu zwierzętom tłuszczów, które znakowane były za pomocą 14C (izotop promieniotwórczy węgla). Zwykle znakowano w ten sposób glicerynę wchodzącą w skład tłuszczów. Następnie badano za pomocą autoradiografii komórki nabłonka jelita zwierzęcia doświadczalnego. Wyjaśniamy pokrótce, że badanie autoradiograficzne polega na przykrywaniu cienkiego skrawka tkanki emulsją czułą na promieniowanie radioaktywne. W miejscach, pod którymi znajduje się izotop promieniotwórczy, emulsja ulega zaczernieniu, dzięki czemu — zabijając zwierzęta w różnym czasie od chwili podania znakowanego związku chemicznego — możemy prześledzić drogę tłuszczu w komórkach. Aby dowiedzieć się następnie, czy tłuszcze rozkładają się przy wchłanianiu do jelita na glicerynę i kwasy tłuszczowe, traktujemy tak przygotowane preparaty różnymi substancjami wypłukującymi z tkanek tłuszcze. Jeśli radioaktywność znika, jest to dowodem wypłukiwania się nie rozłożonych tłuszczów, ponieważ gliceryna i kwasy tłuszczowe nie wypłukują się w tych warunkach. Dodać należy, że oprócz tego udało się wykryć pod mikroskopem elektronowym drobniutkie kropelki tłuszczów w komórkach nabłonkowych jelita szczura w 70 minut po wkropleniu tej substancji do żołądka zwierzęcia. W organizmie tłuszcze stanowią przede wszystkim źródło energii oraz materiał zapasowy, zmagazynowany w postaci tkanki tłuszczowej. W razie potrzeby energia wyzwalana jest poprzez utlenianie tłuszczów do dwutlenku węgla i wody. Tłuszcze mogą pochodzić nie tylko z wchłaniania ich w przewodzie pokarmowym, białka bowiem i węglowodany występujące w nadmiarze mogą być przetwarzane na te związki chemiczne. Do trzeciej grupy substancji odżywczych zaliczamy węglowodany — związki zbudowane z węgla, wodoru i tlenu. Te dwa ostatnie występują w stosunku 2:1. Cząsteczka węglowodanu zawiera zwykle 6 (albo wielokrotność 6) atomów węgla. Węglowodany dzielimy na c u-kry proste, dwucukry i wielocukry. Cukry proste (monosacharydy), dobrze rozpuszczalne w wodzie, są łatwo wchłaniane przez przewód pokarmowy. Należą do nich na przykład cukier gronowy (glikcza) i owocowy (fruktoza). Do dwucukrów zaliczamy między innymi cukier trzcinowy (sacharozę), cukier mlekowy (laktozę) i słodowy (maltozę). Sama nazwa tych cukrów wskazuje, gdzie możemy je głównie znaleźć. Jako przykład wielocukrów można podać znaną wszystkim skrobię, występującą w komórkach roślinnych, i glikogen, który bywa nazywany skrobią zwierzęcą, oraz celulozę (błonnik), wchodzącą w skład błony komórkowej roślin. Trawienie węglowodanów rozpoczyna się w jamie ustnej, działa tu bowiem ptialina — ferment zawarty w ślinie. Następnie biorą w tym procesie udział a mylaza soku trzustkowego oraz maltaza, inwertaza i galaktaza soku jelitowego. Wszystkie te enzymy rozkładają węglowodany na cukry prostsze, każdy z nich działa jednak wybiórczo na swoiste cukry; na przykład laktaza rozkłada laktozę na glikozę i galaktozę. W końcowym efekcie trawienia węglowodany rozszczepiane są na cukry proste, gdyż tylko takie mogą być wchłonięte przez ścianę przewodu pokarmowego do krwi. Należy pamiętać, że węglowodany są dla ustroju przede wszystkim materiałem energetycznym, szczególnie zaś łatwo zostają utlenione w tkankach monosacharydy. Poza tym węglowodany są magazynowane w postaci glikogenu. Jest on produktem zapasowym, gromadzonym w każdej prawie komórce ciała, a zwłaszcza w wątrobie. Dostarczane organizmowi w nadmiernej ilości mogą również zostać przerobione na tłuszcze. Oprócz tych głównych składników pokarmu istnieją jeszcze inne substancje niezbędne do życia, chociaż nie są one wcale źródłem energii. Zaliczamy do nich w pierwszym rzędzie wodę, która stanowi 70°/o wagi ciała. Nie trzeba tutaj chyba udowadniać, że jest ona niezbędna do życia, gdyż każdy rozumie to doskonale. Nadmienimy jedynie, że organizm pozbawiony wody utrzymuje się przy życiu znacznie krócej niż pozbawiony pożywienia. W grupie składników niezbędnych do życia należy również wymienić składniki mineralne zawarte w protoplazmie każdej komórki, w niektórych hormonach i enzymach oraz stanowiące materiał budulcowy tkanki kostnej i zębów. Odgrywają one ponadto ogromną rolę we wszystkich procesach życiowych organizmu. Z powyższych względów muszą być bez przerwy dostarczane w pożywieniu. Najważniejszą funkcję pośród nich pełni wapń, przede wszystkim ze względu na podstawową rolę w rozwoju kości i zębów. Poza tym obecność jego jest również konieczna w procesie krzepnięcia krwi oraz do prawidłowej akcji serca. Drugim ważnym pierwiastkiem jest fosfor, który w rozwoju tkanek twardych pełni podobną funkcję jak wapń. Odgrywa on również poważną rolę przy skurczu mięśni oraz we wchłanianiu i uruchamianiu rezerw niektórych składników organicznych. Siarka natomiast jest ściśle powiązana z przemianą białek, potas zaś występuje w każdej komórce organizmu, utrzymuje normalne ciśnienie osmotyczne oraz bierze udział w przewodzeniu nerwowym i skurczac i mięśni. Chlor i sód utrzymują równowagę kwasowo-zasadową orga nizmu; żelazo jest głównym składnikiem hemoglobiny (barwniki krwi, przez co warunkuje prawidłową budowę czerwonych krwinek. Jot z kolei jest ważnym składnikiem hormonów tarczycy. Fluor natomias — normalny składnik kości i zębów — zwiększa również wydatna odporność tych ostatnich na próchnicę. Można by długo jeszcze wy mieniąc rolę tych pierwiastków w organizmie, jak również wielu in nych, których tutaj nie wzięto pod uwagę. Zaznaczyć jednak na zakon czenie należy, że ilość tych pierwiastków jest w organizmie różna, n przykład zawartość fosforu w ciele osoby ważącej 70 kg wynosi 700 g żelaza zaś tylko 3 g.